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pISSN 2950-9114 eISSN 2950-9122
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Brief Communication

Lab Med Qual Assur 2024; 46(1): 60-65

Published online March 31, 2024

https://doi.org/10.15263/jlmqa.2024.46.1.60

Copyright © Korean Association of External Quality Assessment Service.

Investigation of Effective Critical Value Thresholds for Laboratory Tests in Clinical Laboratories

Hanmil Jang1 , Jaehyeok Jang1 , Hyein Kang2 , John Hoon Rim1 , and Jong-Baeck Lim1

1Department of Laboratory Medicine, Yonsei University College of Medicine, Seoul; 2Department of Laboratory Medicine, Keimyung University School of Medicine, Daegu, Korea

Correspondence to:John Hoon Rim
Department of Laboratory Medicine, Severance Hospital, Yonsei University College of Medicine, 50-1 Yonsei-ro, Seodaemun-gu, Seoul 03722, Korea
Tel +82-2-2228-2437
E-mail johnhoon1@yuhs.ac

Received: September 28, 2023; Revised: December 15, 2023; Accepted: December 26, 2023

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

The establishment and prompt reporting of critical values to patient care providers is one of the crucial requirements of clinical laboratories. Each laboratory is expected to individually establish the thresholds of critical values and periodically update the lists. In this study, we attempted to investigate the status of critical value reporting (CVR) systems in Korean clinical laboratories and develop adequate guidelines based on comparative reviews examining expert consensus. In responses from 11 clinical laboratories, the number of test items with a critical value threshold was 9.4 on average (standard deviation=5.0). Some of the test items, especially ammonia, lactate, and carboxyhemoglobin, lacked critical value thresholds despite having been recommended by expert opinions and guidelines. The upper limit of critical value thresholds showed variability, with glucose showing the largest difference among laboratories (range, 450–700 mg/dL; coefficient of variation=14.7%). When evaluating the appropriateness of establishing critical value for a particular test, it is generally recommended to consider the “actionability” factors, which consist of effectiveness in decreasing mortality, availability of immediate response systems, and inclusion of the decision-making process in the institution’s critical pathway of standard patient care. As for the optimal value of individual thresholds, laboratory managers should review three quantitative markers: the ratio of CVR cases in total reported results, the ratio of confirmed CVR and responses by clinicians in total CVR cases, and the turnaround time of the tests assigned with critical value thresholds.

Keywords: Critical value report, Laboratory critical values, Laboratory management, Quality improvement

경고치(critical value)는 검사결과 중 신속하게 조치를 취하지 않을 경우 환자에게 위해를 초래할 수 있는 상황임을 시사하는 결과로 정의된다[1]. 임상검사실에서는 체계적인 경고치 보고시스템을 구축하여, 경고치 발생 시 처방의 및 임상의 등 담당 의료진에게 신속하게 전달하여 의학적 조치를 취하도록 보고해야 한다. 경고치 보고시스템에 대한 진단검사의학과의 지속적인 관심 및 모니터링을 촉구하기 위해, 임상검사실의 질을 측정할 수 있는 핵심 지표 중 하나로써 경고치 보고체계 시행률이 평가되고 있다[2]. 하지만 실제적으로 임상검사실에서 경고치를 보고해야 하는 검사항목 및 기준은 정해져 있지 않아, 개별 검사실별로 알맞은 기준을 설정하기 위해 각 검사실 대상 환자 인구집단 및 검사 운영환경에 맞추어 개별적으로 확립하는 것이 추천된다[3]. 이때 일률적으로 경고치 보고시스템을 적용하는 검사항목 및 항목별 수치(threshold)를 설정하는 것은 추천되지 않는다[2]. 임상검사실에서 자체적인 경고치 검사항목 및 해당 상한/하한 수치를 설정하는 방법으로는 임상과 의료진들과 논의를 거쳐 비정상 결과의 위급한 정도에 따라 설정하는 방법이 있으나 현실적으로는 적용하기 번거롭고 어려우며, 기존 문헌보고 및 다른 검사실 현황을 참고하여 동일하게 적용하는 방안이 많이 활용되고 있는 실정이다[4]. 이로 인해 기존에 설정된 기준치를 적용 시 해당 검사항목에 대한 경고치 보고에 따른 후속조치와 해당 의료기관의 특수성은 고려되지 않는 경우가 있어 해당 방법의 임상적 유용성이 부족할 수 있다[5].

경고치 설정과 관련된 Clinical and Laboratory Standards Institute GP47 가이드라인에 따르면 기존 경고치 보고체계가 정립되어 있는 경우 정기적으로 경고치 설정 항목 및 수치를 개정하도록 권고하고 있다[6]. 실제로 미국병리학회(College of American Pathologists)에서도 주기적으로 미국 임상검사실의 경고치 보고항목 설정현황 및 항목별 수치를 정기적인 설문조사를 통해 지속적으로 보고하고 있으며, 유럽, 호주, 중국, 태국 등에서도 국가 단위의 설문조사를 통해 현황을 평가하고 있다[7]. 국내에서는 2016년 국내 검사실의 위험수준 검사결과 보고현황 및 문헌고찰이 발표된 바 있으며, 경고치 보고항목 및 운영방법이 의료기관별로 상당한 차이가 있음을 보고하였다[3]. 하지만 해당 연구에서는 경고치 검사항목별 기준 수치(threshold)를 평가하지 못하였으며, 해외 유수의 임상검사실(Mayo Clinic Laboratories)에서 설정한 기준치만을 제시한 바 있다[8].

검사실에서 경고치 항목별 기준치 설정 후 이에 대한 평가체계로서는 보고체계 시행률이 제시되고 있으며, 관련 지침의 유무만이 평가되고 있어 검사실별로 해당 기준 수치가 임상현장에서 적절하게 활용되고 있는지 효용성에 대한 분석은 시행되고 있지 않다. 특히 경고치 보고항목별 기준 수치의 임상적 적합성 및 유용성은 환자별 혹은 임상과별 평가가 필요할 수 있어 체계적인 분석이 요구되는 항목이라고 할 수 있다[9,10]. 본 연구를 통해 연구진은 임상검사실에서 검사항목별로 효과적인 경고치에 대한 기준 수치를 설정할 수 있는 지침을 마련하고, 이를 적용하여 실제 임상검사실의 결과분석을 통해 경고치 보고기준에 대한 임상적 적절성을 평가할 수 있는 방안도 제시하였다.

이 연구는 국내 검사실 경고치 설정 항목 현황 파악을 위해 다기관 지침 조사를 실시하고자 국내 검사실 중 지역적 분포 및 규모를 고려하여 총 11개 병원을 선정하여 경고치 설정 항목 현황 파악을 위해 임상화학검사 경고치 설정 항목 및 기준 수치 세부 정보를 취합하였다. 임상화학 및 요경검학 대상 검사항목들에 대해 기관별 경고치 적용 항목 비율은 Fig. 1과 같다. 각 기관별로 경고치 보고 대상 항목으로 설정하고 있는 검사항목 수는 평균 9.4개(표준편차=5.0개)로 확인되었다.

Figure 1. Number of hospitals with assigned critical values for test categories. (A) Electrolytes and minerals, (B) organ-specific biomarkers, and (C) analytes included in urinalysis and blood gas analysis. Abbreviations: CK, creatine kinase; BUN, blood urea nitrogen; pO2, partial pressure of oxygen; pCO2, partial pressure of carbon dioxide; SPEP, serum protein electrophoresis.

약물 검사 및 독성학 검사항목의 경우 조사기관 중 시행 여부에 따라 경고치 설정 여부가 상이하였으며, 빈도가 낮아 기준 수치와 연관된 해석에 주의가 필요하다. 11개 조사기관 중 경고치 설정을 시행하는 약물은 총 9개 종류(carbamazepine, cyclosporin, digoxin, lithium, phenobarbital, phenytoin, tacrolimus, theophylline, valproic acid)였다.

국제적으로도 경고치 설정 및 보고지침은 의료기관의 중요한 질 지표로 평가되어 주요 국가별 및 병원별 보고기준이 공개되어 있으며, 이에 대한 주요 지침으로 본 연구진은 4개 국외 의료기관 및 국제 지침의 경고치 설정 항목들을 확보하여 국내 기관들의 경고치 설정 항목들과 비교 분석하였다. 국내 기관에서는 설정하지 않거나 매우 낮은 빈도로 설정하고 있는 항목들에 대한 국외 기관들의 경고치 설정 항목은 Table 1과 같다.

Table 1 . List of tests in Korean hospitals without designated critical values, yet assigned by expert panels and major healthcare institutes abroad.

AnalyteMayoStanfordRCPACLSI GP47
AST/ALTO
Amylase/lipaseO
AmmoniaOOO
Anion gapO
CarboxyhemoglobinOO
CortisolO
Creatine kinase (total)OO
C-reactive proteinO
Free T4O
IronO
Lactic acid (lactate)OO
LithiumOO
MethemoglobinO
UrateO
UreaO

Abbreviations: Mayo, Mayo Clinic; Stanford, Stanford University Medical Center; RCPA, Royal College of Pathologists of Australasia; CLSI, Clinical and Laboratory Standards Institute; AST, aspartate aminotransferase; ALT, alanine transaminase..



특히 ammonia, lactate, carboxyhemoglobin과 같은 경우 복수의 국외 의료기관 및 국제 지침에서 임상적 유용성을 바탕으로 경고치 설정을 권고하고 있어 국내 의료기관별 임상적 요구도 및 필요성에 대한 검토를 추천할 수 있다(Supplement 1).

경고치 설정 검사항목별 상한치와 하한치 기준 수치들에 대한 분포는 다음과 같은데, 30% (4/11기관) 이상 기관에서 공통적으로 보고하는 항목들에 대해 정리하면 Fig. 2와 같다.

Figure 2. (A–H) Distribution patterns of upper and lower limits of critical values in each test items.

검사항목 중 sodium의 경우 경고치를 설정한 모든 기관에서 상한치로 160 mmol/L를 동일하게 적용하여 일치율이 높았으며, glucose의 경우 상한치가 기관별로 상이하였으며, 그 정도가 가장 뚜렷하였다(range, 450–700 mg/dL; coefficient of variation=14.7%). Potassium의 경우 상한치만 설정한 기관도 있었으며, 상한치에 대해 신장내과의 경우 별도로 적용하거나 용혈(hemolysis) 의심 검체는 다른 상한치를 적용하는 경우도 있었다. Calcium (total)과 glucose의 경우 소아에서 성인과 별도의 기준 수치를 적용하는 기관들이 있었으며, glucose의 경우 소아에서 성인보다 낮은 상한치와 하한치를 적용하고 있으나, calcium (total)의 경우 소아에서 성인보다 높은 하한치와 낮은 상한치를 적용하는 기관이 있었다. 소변 ketone의 경우 반정량 검사로 상한치를 소아에 국한하여 적용하는 경우 소아 기준 연령(range, 15–18세)이 상이하였다.

경고치 보고에 대한 임상적 요구도는 대상 환자군 및 검사항목의 종류에 의존하여 의료기관마다 상이하다. 신규로 도입하게 되는 검사항목이나 기존 검사항목에서 새롭게 경고치 보고의 타당성을 평가하기 위해서는 경고치 보고에 따른 “actionability(행동 가능성)”의 강도에 기반한 결정이 필요하다. Actionability는 다양한 임상적 근거를 바탕으로 평가되어야 하며 다음의 항목들은 예시로 의료기관의 실정에 맞게 평가할 것이 권장된다.

(1) 경고치 보고에 따른 사망률(mortality) 또는 질병률(morbidity) 감소효과

(2) 경고치 보고에 대한 즉각적인 대응지침 마련 여부

(3) 의료기관 내 표준진료지침(critical pathway) 내 검사항목 수치에 따른 의사결정 단계 유무

특히 임상진료지침(clinical practice guideline)에 기반한 의료기관별 표준진료지침은 진료프로세스의 표준화 및 위험(risk) 감소를 위해 연관 검사항목의 경고치 보고는 중요한 기능을 할 수 있으며, 이는 Joint Commission International 국제 의료기관 인증을 비롯한 다양한 국내•외 의료기관 인증에서 주요 평가대상 및 지표가 된다. 대한진단검사의학회 신임인증 심사점검표 등 국내 의료기관 주요 인증 문항에서는 경고치 보고체계에 대한 존재 유무를 판단하고 있으나[11], 해당 경고치 보고 대상 검사항목의 선정 및 기준 수치 적절성에 대한 평가는 미흡하다고 판단된다. 따라서 다빈도, 고위험, 고비용의 대상 질환군과 연관된 표준진료지침에서 주요 의학적 의사결정 근거가 되는 관련 검사항목을 경고치 보고 검사항목 설정에 대한 적절성 평가가 기반되어야 한다.

경고치 대상 검사항목에 대한 개별적 기준 수치를 설정하기 위해서는 다양한 근거 기준이 존재할 수 있으며, 본 연구진의 정기회의 및 11개 설문조사 참여기관 전문의 의견 수렴을 통해 연구결과로 제시하는 전문가 집단 합의(professional consensus)에 기반한 4가지 활용 가능한 방안들은 다음과 같다.

(1) 국내외 설문조사 기반 기관별 다빈도 기준 수치

(2) 의료기관 내 임상의료진 대상 설문조사를 바탕으로 설정하는 기준 수치

(3) 국내•외 전문가 집단에서 제안하는 가이드라인 혹은 지침 기반 의학적 의사결정 기준 수치

(4) 참고구간 상한치 및 하한치에 대한 특정 배수의 수치

상기 4가지 방안 중 특히 의료기관 내 임상의료진 대상 설문조사 및 참고구간 설정은 의료기관별로 상이할 수 있어, 이에 대한 진단검사의학과 전문의의 심도 있는 해석 및 검토가 필요하며 지속적인 개정 및 평가가 필요하다.

경고치 대상 항목 설정 및 개별적 기준 수치 설정에 대한 적절성 평가를 위해 확인할 수 있는 질 지표로는 3가지 지표가 제시될 수 있다.

(1) 전체 검사 건수 대비 경고치 보고 검사 건수 비율

(2) 경고치 보고에 따른 임상과 확인 및 조치 비율

(3) 경고치 보고 검사의 검사보고시간(turnaround time)

경고치 대상 항목이 불필요하게 많이 설정되는 경우, 이를 보고하는 검사실과 보고받는 임상과 양 측의 업무상 부담이 가중되어, (1)번 항목이 타 의료기관에 비해 지나치게 높은 비율이 아닐지 검토할 수 있다. 설정된 경고치가 실제로 임상과에서 유용할 만큼 신속하게 보고되고, 실제로 필요한 조치로 이어지는지 확인하기 위해 (2), (3)번 항목이 반드시 포함되어야 한다.

상기 3가지 지표 중 2가지 지표를 실제적으로 적용하여 2021년 3월부터 2022년 2월까지의 단일 의료기관에서 수행한 혈청 potassium 경고치(2.5 mmol/L 이하 또는 6.0 mmol/L 이상) 및 혈청 glucose 경고치(40 mg/dL 이하 또는 600 mg/dL 이상) 보고항목에 대한 질 지표 변화 양상은 Fig. 3, Fig. 4Supplement 2와 같다. 혈청 potassium의 경우, 국내 설문조사에서 모든 기관이 공통적으로 경고치를 설정한 검사항목으로써 가장 높은 빈도로 경고치 보고 건수가 발생하여 특정 경고치 기준 수치를 적용하였을 때 질 지표 양상을 확인하고자 예시로 분석하였다. 특히 Fig. 3에서와 같이 경고치 보고항목에 따라 입원환자와 외래환자의 경고치 보고가 필요한 결과 발생비율이 상이한 항목이 존재하는 경우, 입원 및 외래환자 기준으로 구분하여 분석하는 것이 바람직한 것으로 확인하였다[12].

Figure 3. Rates of critical value reporting (CVR) of serum potassium levels in outpatient group (A) and inpatient group (B).

Figure 4. Response rate of critical value reporting of serum potassium level within 1 hour.

의료기관에서는 진단검사의학 분야의 검사항목에 대한 경고치 대상 항목 선정 및 기준치 설정을 효과적으로 적용하기 위해 각 항목에 대한 체계적인 검토가 필요하며, 지속적인 검사항목의 추가 및 도입에 따른 맞춤형 경고치 적용이 필요하다. 진단검사의학과 전문의 및 관련 의료진이 이에 대한 끊임없는 현황 파악 및 최신 근거 탐색에 주도적인 역할을 해야 할 것으로 기대한다.

본 연구의 제한점으로는 기관별로 경고치 기준 수치 설정 시점 및 항목별 근거 자료에 대한 자료는 대부분 기관에서 제출이 어려워 평가대상에서 제외하였다. 또한 각 경고치 대상 검사항목별 기준 수치 설정의 4가지 제안방안 중 국내 기관별 다빈도 기준 수치만 제공되었으며, 의료기관별 상황이 상이하므로 그 외 방안들을 적용하여 도출한 기준 수치는 제시하기 어려웠다. 향후 의료기관별 임상의료진을 대상으로 한 경고치 설정 관련 설문조사 비교분석 또는 검사실 간 참고치 비교분석 연구를 통해 추가적인 정보 제공이 필요할 것으로 예상한다.

본 연구는 진단검사의학과 분야 임상화학 항목의 경고치 설정 항목 및 기준 수치에 대한 국내 의료기관에서 설문조사 및 문헌고찰을 통해 임상검사실의 현황을 파악하였으며, 최신 국외 의료기관 및 전문가 집단 권고사항과의 비교를 통한 추가 경고치 설정 필요 항목을 제안하였음에 의의가 있다. 본 연구에서 정리한 임상검사실 권고지침은 임상화학 분야 검사의 경고치 항목별 수치 설정에 지속적인 도움이 될 수 있는 기초 연구자료로서 쓰일 것으로 기대한다.

이 논문은 대한진단검사정도관리협회(‘대한임상검사정도관리협회’에서 변경) 2022년 학술연구비 지원에 의해 이루어진 연구과제이다(과제번호: 2022-07).

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